冲击环境下船用压气机薄弱环节仿真分析

为了研究燃气轮机在水下非接触爆炸冲击载荷作用下的抗冲击能力,以燃气轮机中的重要部件压气机为抗冲击数值模拟研究对象,利用商用软件Hyper Mesh开展压气机的有限元建模,并对原始模型进行简化。将有限元模型导入Abaqus软件,通过模态计算验证简化模型的合理性,利用正负三角波分别从垂向、横向和纵向作为冲击载荷输入,基于显示求解器对压气机开展抗冲击能力的时域计算和分析,得到压气机部件在冲击环境下的薄弱环节。结果表明,压气机的垂向冲击响应远大于其他2个方向的冲击响应;支架是压气机结构的抗冲击薄弱环节;动叶片在垂向冲击的作用下和机匣之间没有发生碰撞的现象。所得结论可以为压气机抗冲击试验提供思路。     

基于DDAM的套筒式液压联轴器抗冲击性能及影响因素分析

本文基于DDAM法建立某型套筒式液压联轴器抗冲击数值模型,通过对不同冲击载荷下主要部件的抗冲击响应分析,完成了液压联轴器的抗冲击性能评估。在此基础上,开展液压联轴器抗冲击性能影响因素研究,分析联轴器相对布置位置、轴段长径比、轴段与联轴器重量比以及轴段端面约束方式对液压联轴器抗冲击性能的影响规律。通过正交实验,分析了上述4种因素对液压联轴器抗冲击性能的影响程度。研究结果表明,垂向冲击载荷作用下液压联轴器各部件产生的冲击响应最大。在不同方向冲击载荷作用下内套产生的冲击应力最大,表明内套是液压联轴器抗冲击性能最敏感部件。相比于固定约束边界条件,通过弹簧模拟油膜刚度的轴段端面约束边界条件将导致液压联轴器应力增大。此外,连接轴段重量和液压联轴器相对布置位置对其冲击应力计算结果影响明显,整体质量越大、液压联轴器布置越靠近两轴段中间位置将使得冲击应力值增大。     

纳米流体对径向滑动轴承冷却性能强化数值研究

径向滑动式中间轴承是船舶推进轴系主要支撑部件,其润滑性能将直接影响到整个推进系统的可靠性和传动效率,而润滑性能主要受滑油温度的影响。因此,开展中间轴承冷却性能强化研究对保障船舶推进轴系正常工作具有非常重要的意义。本文建立了中间轴承流固耦合传热数值模型,获得了最高转速工况下中间轴承主要部件及油池内滑油的温度场分布。通过与实验数据对比,验证了所建数值模型的精确性。在此基础上,基于Cu-润滑油纳米流体物性参数模型,分析了不同体积分数Cu-润滑油纳米流体对中间轴承冷却性能的影响。研究结果表明,随着纳米颗粒体积分数的增加,油池内壁面及冷却盘管外表面平均对流换热系数均显著增大,有效地增强了滑油的换热能力,中间轴承冷却性能得到了强化。     

舰船弹性支撑推力轴承抗冲击特性研究

推力轴承传递的螺旋桨动态激励力可激发船体结构振动,是舰船重要的机械噪声源。采取弹性支承方式可降低推力轴承引起的噪声,但在受冲击载荷作用时,弹性支承的变形会导致推力轴承与轴系之间产生相对位移,从而影响轴系运行安全。为分析弹性支承推力轴承的抗冲击性能,建立了推进轴系及弹性支撑推力轴承和主机耦合模型,采用仿真分析的方法研究推力轴承的冲击响应。分析结果表明推力轴承的相对位移响应较大,近似等于最大许用位移值,通过改变隔振器刚度、支撑轴承刚度与位置等措施,可使推力轴承的相对位移响应满足舰船设备抗冲击要求,并改善轴系受力状态。     

不同磨损状态下船用滑动式中间轴承润滑性能研究

中间轴承是船舶推进系统的重要支撑部件,长时间工作后轴瓦会发生不同程度的磨损,进而对其工作性能产生一定的影响。本文以某型舰用滑动式中间轴承为研究对象,建立中间轴承流体润滑数值模型,在模型中考虑了表面粗糙度等影响因素。对比分析了不同磨损状态对中间轴承润滑性能的影响。研究结果表明,随着轴瓦磨损量增大,最小油膜厚度将急剧减小,这对中间轴承润滑性能非常不利。为保证中间轴承正常工作,当轴瓦发生一定程度磨损后需及时更换。本文研究工作为后续滑动式中间轴承结构改进、性能优化及使用维护提供了重要的参考依据。     

基于DDAM的中间轴承甩油盘抗冲击性能分析

大量的实例表明舰船设备抗冲击性能薄弱是舰船生命力的短板,舰船设备的抗冲击性能是评价舰船生命力的重要指标之一。本文根据GJB1060.1-91中的动力学分析方法,对某舰船中间轴承座中的甩油盘进行抗冲击性能频域分析,得到了该设备的冲击响应特性,并按照规范对该设备进行了强度校核。     

某柴油机基座结构抗冲击计算

利用ANSYS软件建立了某舰船柴油机基座的有限元模型，参照德国军标BV043／85及其他文献所提供的设备冲击谱公式，计算该柴油机基座应承受的垂向冲击载荷，用时间历程法对该柴油机基座进行了抗冲击计算。讨论设备刚性安装和设备弹性安装对基座抗冲击性能，在设备刚性安装的条件下，讨论了基座面板及纵向腹板厚度对基座抗冲击能力的影响。在设备带隔振器安装的情况下，研究隔振器刚度对基座抗冲击应力的变化情况。结果表明，在设备刚性安装的条件下，基座面板厚度对基座整体的抗冲击强度有重要的影响，而设备带隔振器安装显著降低基座在冲击状态下的应力。计算结果为舰船设备基座抗冲击设计打下了基础。     

不同工作状态下增压锅炉的抗冲击特性分析

舰用增压锅炉是舰船动力系统的重要装置,目前对其抗冲击特性分析研究很少.采用时域模拟方法,对某船用增压锅炉不同工作状态下的冲击响应特性进行数值冲击试验.分析增压锅炉结构冲击响应随载荷参数的变化规律,考虑不同工作状态下内压对增压锅炉冲击响应的影响,并分析增压锅炉在不同工作状态下的抗冲击极限变化特性,旨在对增压锅炉抗冲击设计提供参考.     

冲击载荷作用下中间轴承流体润滑性能研究

为准确了解冲击载荷作用下中间轴承润滑性能,以流体润滑理论为基础,建立冲击载荷作用下中间轴承流体润滑数值分析模型,考虑表面公差参数影响因素,采用有限差分法求解Reynolds方程,获得冲击载荷作用下的中间轴承油膜厚度、轴心轨迹等参数,对比分析得到冲击载荷作用下中间轴承润滑性能的影响。     

船用海水冷却管路冲击响应计算

为研究船用复杂管路系统的抗冲击性能,以推进柴油机海水冷却管路系统为研究对象,建立完整的管路模型,包括对管路附件、连接设备及支、吊架的模拟。为分析管内液体对管系抗冲击性能的影响,采用折算流体体积法和考虑流固耦合的ALE算法进行计算对比,得出液体影响折算系数。研究结果表明:计算时应根据管径对液体的影响系数进行折减;管路系统在弯头与三通处易产生塑性变形;垂向冲击载荷作用下垂直弯头的响应远大于水平弯头。     

船用海水冷却管路冲击响应计算

为研究船用复杂管路系统的抗冲击性能,以推进柴油机海水冷却管路系统为研究对象,建立完整的管路模型,包括对管路附件、连接设备及支、吊架的模拟。为分析管内液体对管系抗冲击性能的影响,采用折算流体体积法和考虑流固耦合的ALE算法进行计算对比,得出液体影响折算系数。研究结果表明：计算时应根据管径对液体的影响系数进行折减;管路系统在弯头与三通处易产生塑性变形;垂向冲击载荷作用下垂直弯头的响应远大于水平弯头。     

舰艇发射装置抗冲击性能研究

为研究提高舰艇发射装置抗冲击性能,文章针对舰艇发射装置结构特点,分别采用静G法和时间历程法对其进行抗冲击计算分析。计算结果表明箱体与箱体及箱体与支架的连接处应力较为集中且发射装置对冲击载荷的响应与冲击加载方式和方向有很大关系。在同一冲击载荷下,结构响应特性以横向响应为主。所得分析结论可以对舰艇设备的抗冲击设计提供一定的参考。     

舰用齿轮箱及推力轴承抗冲击三维数值模拟

采用动态设计分析方法对舰用齿轮箱和推力轴承进行抗冲击性能分析,同时创新性地引入质量控制领域中的[3σ]准则思想,基于齿轮箱和推力轴承冲击作用响应确定齿轮箱和推力轴承的抗冲击危险区域,针对大齿轮传动轴轴承、轴承座、大齿轮传动轴辐板部位、下箱体箱壁交叉处等抗冲击的薄弱环节和危险区域进行结构优化设计,并与原结构进行对比分析。结果显示,适当增加危险区域的板厚,在设备质量仅微量增加的前提下可显著提高舰用齿轮箱的抗冲击能力,所采用的评估体系和流程适用于舰船所有设备的抗冲击性能预测与评估。     

空中爆炸载荷作用下舰船水密门抗冲击分析

选取典型空中爆炸载荷工况,应用ls-dyna实时模拟空中爆炸载荷,研究不同结构形式对水密门冲击响应的影响。通过对2种结构水密门设备分别进行抗冲击实例计算,实现了水密门结构在空爆冲击下的运动响应过程。对比研究结构最大应力、应变特征参数,分析得出不同结构水密门最大应力位置规律及结构冲击特点,获取水密门设备最大响应位移,指出板架加强结构可以有效地减小水密门整体最大应变值和最大位移,为舰载设备抗冲击分析、优化设计提供技术路径。     

运转状态下推进轴系冲击动力响应分析

舰船推进轴系有可能在运转时遭受水下非接触爆炸冲击,而以往关于冲击响应的研究只是针对非运转状况。运转状态下轴系的冲击响应必须考虑陀螺效应和轴系本身工作载荷的影响。建立了考虑陀螺效应、剪切力、弯矩、支撑轴承油膜力的推进轴系冲击动力学模型。在时间域和空间域分别采用直接积分法和Galerkin有限元法求解方程,得到了系统冲击响应的时间历程。对一工程实例进行解算,得到的主要结论为:陀螺效应即转速对响应的影响明显;工作载荷增大了系统固有频率,使得冲击响应增大,但总的响应不是工作载荷和不考虑工作载荷时冲击响应的绝对值相加;在所提工程实例中,应力响应的大值集中在轴系的两端,即螺旋桨位置和推力轴承位置,最大响应位移在螺旋桨位置。     

齿条变幅机构制动过程的动载荷分析

分析齿条驱动的变幅机构在制动过程中动载荷产生的原因和影响动载荷的因素,讨论机构齿侧间隙消除阶段的运动以及碰撞阶段机构的冲击振动响应,在此基础上提出变幅机构制动时最大动载荷的计算方法。     

舰艇导弹发射装置冲击仿真

舰船设备抗冲击性能是评价舰艇生命力的重要因素之一。应用美国海军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法(DDAM),考核舰船甲板设备四联装导弹发射装置的抗冲击性能。通过模态理论分析,导出DDAM方法中的重要概念模态质量。仿真结果表明,四联装导弹发射设备横向冲击位移响应最大,纵向冲击Mises应力最大,并超出材料许用应力范围,抗冲击性能不能满足舰船设备抗冲击考核要求。垂向抗冲击性能和纵向抗冲击性能达到舰船设备抗冲击考核要求。     

柴油发电机组冲击计算分析

抗冲击要求是现代船用柴油发电机组的重要考核指标之一,目前国内仍以仿真分析作为柴油发电机组抗冲击研究的主要手段。本文运用ANSYS软件,针对20缸V型柴油机与某发电机构成的机组主要部件在刚性安装情况下进行垂向抗冲击计算。经计算可知：整个模型中发电机定子安全系数最低,经分析是由于其仅有定子没有转子,导致质量较小,所受冲击较大,在此可不考虑其安全系数大小;对发电机组其余部分来说在该冲击输入下满足使用要求,应力最大位置发生在连杆上,且连杆的安全系数较低。     

船舶在冲击载荷作用下的可靠性结构设计

当船舶航行在复杂水域时,不可避免会发生碰撞事故,若船舶的结构不够稳定,在这种碰撞的冲击下,可能会发生非常严重的事故,造成船舶沉没。因此在船舶设计时,就要充分考虑结构的稳定性和抗冲击能力。本文对船舶的冲击载荷和应变率概念进行阐述,并基于这2个指标重点优化了船舶的可靠性结构,通过动力学相关定理,对甲板受到冲击时的应力分布进行仿真分析,在提高船舶的甲板耐受力的同时,大大加强了其抗冲击能力。     

变冲击面载荷作用下船舶板架结构强冲击响应研究

为了更好应对复杂的航行条件,对变冲击面载荷作用下船舶板架结构强冲击响应情况进行深入调查和研究,基于变冲击面三维波动函数算法对冲击流场强度和弹性影响参数进行计算,针对计算结果模拟出抗冲击船舶板架结构,分别对板架结构中的平板和加筋板的抗冲击响应效果进行优化。最后通过实验检测表明,结合变冲击面三维波动函数算法对船舶板架结构进行分析和优化可有效提高船舶板架的抗冲击性,保障船舶航行安全。